Banyak pembersih udara menggunakan filter Udara Partikulat Efisiensi Tinggi, juga dikenal sebagai filter HEPA, sebagai sistem penyaringan utamanya. Pembersih udara yang menggunakan filter HEPA mengurangi jumlah alergen, debu, dan partikel mikroskopis di udara. Filter HEPA dikenal karena efisiensinya dalam menangkap partikel di udara ini. Pembersih udara HEPA sejati biasanya dinilai untuk menghilangkan 99.97% partikel di udara.
Filter HEPA diciptakan untuk digunakan dalam pembersih udara. Para ilmuwan di Proyek Manhattan menciptakan sistem penyaringan HEPA selama tahun 1940-an untuk menghilangkan partikel radioaktif dari udara di laboratorium. Filter telah ditingkatkan sampai tingkat tertentu selama bertahun-tahun dan sekarang digunakan dalam pembersih di kamar bersih, rumah sakit, dan pesawat terbang serta rumah dan bisnis.
Ada dua tingkat filtrasi HEPA di pemurni udara. Pertama adalah tingkat HEPA atau HEPA absolut yang sebenarnya, yang menangkap 99.97% dari semua partikel berukuran 0.03 mikron atau lebih besar. Di Amerika Serikat, filter ini harus melalui proses pengujian untuk menentukan apakah filter tersebut memiliki tingkat keefektifan ini agar dapat disertifikasi sebagai filter HEPA sejati. Filter HEPA sejati biasanya memiliki nomor seri yang menandakan bahwa filter tersebut lulus proses pengujian.
Tingkat efektivitas kedua dari filter HEPA adalah filter tipe HEPA like atau HEPA. Ini belum melalui pengujian HEPA yang sebenarnya atau belum memenuhi persyaratan ketatnya. Filter ini biasanya 85% hingga 90% efektif dalam menghilangkan partikel udara.
Filter dalam pembersih udara HEPA biasanya berupa lembaran bahan filtrasi kualitas HEPA yang dilipat akordeon. Ada tiga cara utama bahan ini dalam pembersih udara HEPA menangkap partikel. Pertama, partikel yang lebih besar terperangkap, dengan cara yang sama seperti saringan menjebak daun teh tetapi membiarkan teh cair melewatinya. Proses filtrasi ini disebut intersepsi dan itu umum di antara kebanyakan sistem filtrasi udara.
Tidak seperti banyak filter lainnya, filter HEPA tidak hanya menjebak partikel yang lebih besar dari lubang terkecil filter. Cara penyaringan kedua dalam pembersih udara HEPA disebut impaksi. Impaksi menggunakan aliran udara melingkar dalam filter HEPA untuk mendorong partikel ke dalam serat. Saat udara melewati lembaran berserat, ia bergeser dan bergerak untuk menemukan jalannya. Partikel mengikuti arus dan sering terjebak dalam proses.
Proses filtrasi ketiga yang digunakan oleh pembersih udara HEPA, yang disebut difusi, menangkap partikel terkecil, sebagian besar berukuran 0.1 mikron. Partikel-partikel ini sangat kecil sehingga mereka berinteraksi dengan arus udara pada tingkat molekuler. Mereka terperangkap saat menabrak molekul udara, terpental, dan mengenai serat filter.